ES2820584T3 - Sistema de suministro de fluido electrostático - Google Patents

Abstract

Un dispositivo rociador electrostático (105), que comprende: una carcasa (110); un módulo electrostático dentro de la carcasa; un depósito (125) que tiene una cavidad adaptada para contener un fluido; y al menos una boquilla (310) conectada fluídicamente al depósito, en donde las boquillas están configuradas para emitir fluido en una dirección a lo largo de un camino de flujo, caracterizado por: una bomba (1005) configurada para impulsar fluido desde el depósito hasta la al menos una boquilla; una batería de corriente continua (1010) configurada para alimentar al menos uno del módulo electrostático y de la bomba; y un conjunto de electrodos configurado para cargar electrostáticamente el fluido, en donde el conjunto de electrodos es al menos uno de: (1) un primer conjunto de electrodos (1310) formado por numerosos de electrodos unidos eléctricamente al módulo electrostático, en donde cada electrodo está configurado para emitir iones a lo largo de un eje que es paralelo al camino de flujo del fluido emitido desde la boquilla, de tal manera que los numerosos electrodos forman un campo eléctrico estático a través del cual pasa el fluido; y (2) un segundo conjunto de electrodos (2415) formado por un tubo (2410) a través del cual el fluido puede fluir desde el depósito hacia la al menos una boquilla, en donde al menos una parte conductora del tubo está unida eléctricamente al módulo electrostático, y en donde la parte conductora del tubo está configurada para entrar en contacto físico con el fluido a medida que fluye a través del tubo y aplicar una carga eléctrica al fluido antes de que el fluido pase a través de la boquilla.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de suministro de fluido electrostático

Referencia al documento de prioridad

Esta solicitud reivindica prioridad a la solicitud de patente provisional estadounidense en tramitación con la presente de n.2 de serie 62/046.140 titulada "ELECTROSTATIC FLUID DELIVERY SYSTEM DEVICE" y presentada el 4 de septiembre de 2014. Se reivindica la prioridad a la fecha de presentación antes mencionada y la solicitud de patente provisional se incorpora en la presente memoria como referencia en su totalidad.

Antecedentes

Las enfermedades infecciosas se adquieren con demasiada frecuencia en lugares que deberían ser seguros, como ambulancias, hospitales, escuelas, restaurantes, hoteles, instalaciones deportivas y otras áreas públicas. Estos lugares se limpian tradicionalmente rociando un desinfectante líquido sobre las superficies y limpiando la superficie con un paño. Desafortunadamente, se ha demostrado que tales métodos de limpieza son ineficaces.

Un mecanismo mejorado para rociar las superficies utiliza un sistema de suministro electrostático que rocía un fluido cargado eléctricamente, tal como un desinfectante, sobre las superficies. En un sistema de suministro electrostático, un fluido, tal como una solución química, se atomiza mediante una corriente de aire a alta presión a medida que atraviesa un electrodo dentro de una boquilla. De este modo, se inducen partículas cargadas negativamente sobre la superficie de las gotitas de la solución para formar una carga de campo eléctrico dentro de la nube de pulverización de la solución.

La carga electrostática hace que el fluido se adhiera a una superficie para aumentar la probabilidad de que el desinfectante cubra y limpie la superficie. Sin embargo, los sistemas de suministro electrostático existentes son difíciles de manejar e incómodos debido a los requisitos de alimentación de tales sistemas. Típicamente, están conectados a un cable eléctrico o alimentados por un compresor de aire o gas natural, lo que hace que el sistema sea pesado. Además, son caros. El coste y los cables y tubos siguen siendo los dos principales obstáculos para una adopción generalizada. En muchos casos, los productos con cables existentes prohíben o restringen su uso en las aplicaciones en las que un cable de extensión es engorroso, incómodo, lento y, en algunos casos, crea un problema de seguridad al introducir un peligro de tropiezo potencialmente peligroso. La patente de los EE. UU. n.° US 2014/0110493 A1 describe una boquilla de pulverización de líquido electrostático que tiene una tapa de electrodo desmontable y reajustable.

En vista de lo anterior, existe la necesidad de un sistema de suministro de fluido electrostático mejorado.

Compendio

En la presente memoria se describe un sistema de distribución de fluido electrostático que está configurado para distribuir fluidos, tal como un fluido desinfectante, sobre una superficie gracias a que carga eléctricamente el fluido y hace que el fluido forme una neblina, niebla, nube o aerosol que se puede dirigir a una superficie, tal como una superficie a limpiar. El sistema atomiza el fluido mediante una corriente de aire (u otro gas) a alta presión y hace pasar el fluido a través de un electrodo dentro de un conjunto de boquillas para cargar, tal como con carga negativa, las gotitas del fluido atomizado. El sistema utiliza un diseño de boquilla único que está configurado para atomizar de manera óptima el fluido en gotitas de distintos tamaños. Además, el sistema funciona con un sistema de alimentación de CC en lugar de un sistema de CA para eliminar los engorrosos cables de alimentación. En una realización, el sistema de alimentación de CC incluye una batería de iones de litio. El dispositivo puede cargar un líquido o gas con electricidad o positivamente.

En un aspecto, se describe un dispositivo de rociado electrostático, que comprende: una carcasa; un módulo electrostático dentro de la carcasa; un depósito que tiene una cavidad adaptada para contener un fluido; al menos una boquilla conectada fluídicamente al depósito, en donde las boquillas emiten el fluido en una dirección a lo largo de un camino de flujo; una bomba que impulsa el fluido desde el depósito hasta la al menos una boquilla; una batería de corriente continua que alimenta al menos uno del módulo electrostático y la bomba; un conjunto de electrodos que carga electrostáticamente el fluido, en el que el conjunto de electrodos es al menos uno de: (1) un primer conjunto de electrodos formado por muchos electrodos unidos eléctricamente al módulo electrostático, en donde cada electrodo emite iones a lo largo de un eje que es paralelo al camino de flujo del fluido emitido desde la boquilla, de tal manera que los muchos electrodos forman un campo eléctrico estático a través del cual pasa el fluido; y (2) un segundo conjunto de electrodos formado por un tubo fluídico a través del cual fluye el fluido desde el depósito hacia la al menos una boquilla, en donde al menos una parte conductora del tubo está unida eléctricamente al módulo electrostático, y en donde la parte conductora del tubo está en contacto físico con el fluido a medida que fluye a través del tubo y le aplica una carga eléctrica al fluido antes de que el fluido pase a través de la boquilla.

Otras características y ventajas deberían ser evidentes a partir de la descripción de las diferentes realizaciones que vienen a continuación, que ilustran, a modo de ejemplo, los principios de la descripción.

Breve descripción de los dibujos

En la figura 1 se muestra una vista en perspectiva de un dispositivo nebulizador electrostático.

En la figura 2 se muestra una vista despiezada del dispositivo de la figura 1.

En la figura 3 se muestra una vista ampliada de un conjunto de boquillas del dispositivo.

En la figura 4 se muestra una vista de cerca de una boquilla rodeada por un anillo de carga.

En las figuras 5 y 6 se muestra un nebulizador de tipo mochila.

En la figura 7 se muestra una realización de un nebulizador manual.

En la figura 8 se muestra otra realización de un nebulizador manual.

En la figura 9 se muestra otra realización de un dispositivo nebulizador electrostático.

En la figura 10 se muestra el dispositivo de la figura 9 al que se ha retirado una parte de una carcasa externa.

En la figura 11 se muestra un conjunto de boquillas del dispositivo.

En la figura 12 se muestra un conjunto de boquillas del dispositivo con una herramienta de boquillas unida al mismo. En la figura 13 se muestra una carcasa para las boquillas del conjunto de boquillas.

En la figura 14 se muestra un componente de boquilla con boquillas.

En la figura 15 se muestra un conjunto de electrodos.

En la figura 16 se muestra un electrodo.

En la figura 17 se muestra una vista en perspectiva de la herramienta de boquillas.

En la figura 18 se muestra una vista ampliada de una zona del mango del sistema.

En la figura 19 se muestra una vista ampliada de una zona del mango del sistema al que se le ha retirado una parte de la carcasa externa.

En la figura 20 se muestra el interior de una tapa de un depósito de líquido o fluido del sistema.

En la figura 21 se muestra una vista en perspectiva del depósito.

En la figura 22 se muestra una vista en perspectiva del sistema al que se le ha retirado el depósito.

En la figura 23 se muestra una realización de ejemplo de la bomba del sistema.

En la figura 24 se muestra un aislador del tubo de iones que proporciona una carga eléctrica positiva o negativa al fluido que fluye por el aislador del tubo a través del contacto directo con el fluido.

Descripción detallada

Antes de que se describa con más detalle el presente tema, debe saberse que este tema en cuestión descrito en la presente memoria no se limita a las realizaciones concretas descritas, ya que, por supuesto, pueden variar. También debe saberse que la terminología utilizada en la presente memoria tiene el único propósito de describir una realización o realizaciones concretas, y no pretende ser limitante. A menos que se defina de otro modo, todos los términos técnicos usados en la presente memoria tienen el mismo significado que suele darle un experto en la técnica a la que pertenece este tema.

En la presente memoria se describe un sistema de suministro de fluido electrostático que está configurado para distribuir fluidos, tal como un fluido desinfectante, sobre una superficie gracias a que carga eléctricamente el fluido y a que el fluido forma una neblina, niebla, nube o aerosol que se puede dirigir sobre una superficie, tal como una superficie a limpiar. El sistema atomiza el fluido mediante una corriente de aire (u otro gas) a alta presión y a que hace pasar el fluido a través de un electrodo dentro de un conjunto de boquillas para cargar, tal como con carga negativa, las gotitas del fluido atomizado. El sistema utiliza un diseño de boquillas único que está configurado para atomizar de manera óptima el fluido en gotitas de distintos tamaños. Además, el sistema funciona con un sistema de alimentación de CC en lugar de un sistema de CA para eliminar los cables de alimentación engorrosos. En una realización, el sistema de alimentación de CC incluye una batería de iones de litio. El dispositivo puede cargar un líquido o gas con electricidad o positivamente.

El sistema está configurado para cargar electrostáticamente el fluido atomizado mediante carga directa, carga por inducción, carga indirecta o cualquier combinación de las mismas. En el caso de la carga directa, el fluido fluye a través de un tubo con conducción eléctrica u otro conducto que está cargado electrostáticamente, de manera que el fluido entra en contacto con el tubo y se carga por contacto directo con el tubo, tal y como se describe a continuación. Para la carga por inducción o indirecta, el fluido pasa a través de un medio, tal como el aire, que ha sido cargado electrostáticamente por uno o más electrodos o clavijas que crean un campo electrostático a través del cual pasa el fluido para recibir la carga c. El electrodo puede estar o no en la corriente de fluido. En una realización, el fluido se carga a través del contacto directo con el tubo cargado, así como al hacer fluir el fluido a través de un medio tal como el aire que se ha cargado con electrodos tales como, por ejemplo, los que se describen en la presente memoria.

En la figura 1 se muestra una vista en perspectiva de un sistema para distribución de fluido electrostático 105 que está configurado para cargar eléctricamente y atomizar un fluido para rociarlo sobre una superficie. El sistema 105 incluye una carcasa 110 que está dimensionada y conformada para ser manejada por un usuario. La carcasa 110 tiene una forma ergonómica que se puede agarrar y sujetar fácilmente, pero debe tenerse en cuenta que pueden variar el tamaño y la forma de la carcasa. En una realización, se colocan uno o más respiraderos o aberturas en la carcasa externa para proporcionar comunicación entre el interior de la carcasa externa y el exterior, tal como para la ventilación.

El sistema 105 puede tener uno o más accionadores o controles 120 que pueden ser accionados por un usuario para activar y operar el sistema. Una región de expulsión de fluido 175 está ubicada en la parte frontal de la carcasa 110 y tiene una abertura a través de la cual se expulsa el fluido atomizado. El sistema 105 también incluye un depósito 125 que define una cámara en la que se puede almacenar el fluido. La cámara del depósito 125 se comunica internamente con un conjunto de boquillas 205 (figura 2) para suministrar el fluido que se cargará eléctricamente y que se atomizará mediante el conjunto de boquillas, tal y como se describe con más detalle a continuación.

En la figura 2 se muestra el sistema 105 en un estado despiezado. La carcasa está formada por numerosas piezas que se conectan para contener una región interna en la que se aloja un ventilador 200. El ventilador 200 está alimentado por una batería, tal como una batería de iones de litio. Una placa de circuito eléctrico convierte la energía de CC en energía de CA para alimentar el ventilador. El sistema puede incluir un estator acoplado a la batería, así como un módulo de circuito de protección (MCP).

El ventilador 200 (o una bomba) funciona para impulsar el fluido (gas o líquido) hacia un conjunto de boquillas 205 en la región de expulsión de fluido 175 del sistema. El conjunto de boquillas 205 atomiza y expulsa el fluido en forma de aerosol. Cuando el ventilador impulsa el aire hacia el conjunto de boquillas, crea una presión diferencial que succiona el fluido del depósito 125 hacia el conjunto de boquillas 205, donde se atomiza y se expulsa como resultado de que el ventilador 200 hace que el aire lo atraviese. Debe apreciarse que se pueden utilizar otros mecanismos para impulsar el aire o para impulsar o bien propulsar el líquido desde el depósito. En una realización, se usa una bomba de pistón para suministrar la presión de aire a la punta de la boquilla. Una bomba de pistón puede extraer el fluido desde el tanque del depósito para empujarlo o presurizarlo directamente en la punta de la boquilla. Para una realización en espacios más reducidos (como las realizaciones de las figuras 7 y 8), una microbomba neumática puede actuar como un solenoide que tira del fluido mediante un movimiento magnético. El dispositivo también puede incluir una bomba que genera un vacío en el depósito o en el tanque de fluido para hacer que el fluido salga del depósito hacia la(s) boquilla(s).

En la figura 3 se muestra una vista ampliada del conjunto de boquillas, que incluye una carcasa anular 305 que tiene una abertura central en la que se coloca una boquilla 310. La carcasa 305 tiene una superficie de forma cónica o troncocónica que puede ser curva o recta. La superficie tiene una forma tal que el fluido de la boquilla 310 rebota hacia adelante y hacia atrás a lo largo de la superficie para formar un flujo turbulento que atomiza el fluido. En una realización, el fluido se atomiza en gotitas en el intervalo de tamaños de 5 gm a 40 gm. La boquilla 310 está acoplada mecánicamente a un conjunto de accionamiento 315 que mueve la boquilla 310 con respecto a la carcasa para controlar el tamaño de las gotitas. De esta manera, el usuario puede mover la boquilla hacia adelante y hacia atrás para lograr el perfil de nebulización deseado.

En la figura 4 se muestra una vista ampliada de la boquilla 310. La punta de la boquilla 310 está colocada en el centro dentro de un anillo de carga 405 que está colocado dentro de la carcasa 305 (figura 3) en el dispositivo ensamblado. El anillo de carga 405 se coloca (bien adentro de la carcasa) de manera que reduzca la probabilidad de que un usuario toque el anillo cargado. El anillo de carga 405 está conectado a tierra y también conectado eléctricamente a una fuente de energía para lograr un voltaje positivo en el anillo de carga 405 durante el uso. A medida que la boquilla 310 expulsa el fluido atomizado a través del anillo de carga 405, el fluido se carga positivamente. De esta manera, la nube de fluido cargada eléctricamente se adherirá a las superficies sobre las que se rocía.

Con referencia todavía a la figura 4, la boquilla 310 tiene una serie de aberturas a través de las cuales se expulsa el fluido. Las aberturas se comunican con una luz interna de un tubo 410 a través del cual fluye el fluido desde el depósito 125 (figura 1). Las aberturas están dispuestas en un patrón espacial único que comprende cuatro aberturas en donde cada abertura está colocada a 90 grados de una abertura adyacente para formar un patrón cruzado. Las aberturas pueden variar de tamaño. En una realización, las aberturas tienen un diámetro de 0,063 pulgadas. Tal y como se mencionó, la boquilla puede estar conectada a un conjunto de accionamiento que hace variar la posición de la boquilla para controlar el perfil de la nube.

El sistema de distribución de fluido electrostático puede variar de tamaño y de forma. En las figuras 5 y 6 se muestra una realización de mochila 405 que está configurada para que el usuario la lleve a la espalda. El sistema incluye un tanque de fluido 410 que está montado de manera desmontable en un bastidor 412 de manera que el tanque 410 se puede cambiar por otro tanque. El bastidor 412 está conectado a un arnés 420 u otro soporte para montarse en la espalda de un usuario, tal y como se muestra en la figura 6. El tanque 410 está conectado fluídicamente a una boquilla manual 415 a través de la cual se expulsa una nuble de fluido cargado eléctricamente. La realización de la mochila puede incluir cualquier componente de los otros sistemas descritos en la presente memoria, incluidas las configuraciones electrostáticas y el depósito extraíble.

Además, en la figura 7 se muestra otra realización portátil 705 que tiene un depósito en la parte inferior del dispositivo. En la figura 8 se muestra una realización 805 que tiene una bomba manual que se puede hacer bombear para que genere un diferencial de presión que expulsa una nube de fluido fuera del dispositivo.

En la figura 9 se muestra otra realización del sistema 105. Como en la realización anterior, el sistema 105 tiene una carcasa externa 110 que forma un mango que un usuario puede agarrar ergonómicamente con una sola mano. El sistema 105 incluye al menos un accionador que se puede accionar para encender y también apagar una bomba interna, así como un segundo accionador para encender y apagar un cargador electrostático para la expulsión de una nube de fluido cargado electrostáticamente desde una región de expulsión de fluido 175 del sistema 105. El sistema 105 tiene un depósito extraíble 125 para almacenar el fluido a expulsar.

El sistema 105 expulsa iones de alto voltaje al aire por medio de numerosos (por ejemplo, tres o más) electrodos o clavijas de descarga de iones de alto voltaje, puntiagudos y desmontables, con un espaciado predeterminado (tal como un espaciado de 120°) entre sí en un borde de un portaboquillas (descrito a continuación con referencia a la figura 14). Los electrodos de descarga de iones de alto voltaje se colocan cada uno a lo largo de un eje que es paralelo a un eje de una boquilla de pulverización, de modo que el aerosol y los iones se emiten en la misma dirección y a lo largo de un eje paralelo y, por lo tanto, las gotitas en el aerosol están rodeadas y cubiertas por la corriente de iones y se pueden cargar de manera eficaz cuando se encuentran con la corriente de iones. Así pues, los electrodos emiten, impulsan o envían iones o cargas en una dirección paralela a la dirección de flujo del fluido o una dirección media del flujo de fluido desde las boquillas.

En la figura 10 se muestra el sistema 105 en el que se ha retirado una parte de la carcasa externa 110 para mostrar los componentes internos del sistema 105. El sistema 105 incluye una bomba 1005 que funciona con una batería 1010. La bomba 1005 está acoplada fluídicamente al fluido dentro del depósito 125 de manera que la bomba puede provocar un diferencial de presión que extraiga fluido desde el depósito y lo introduzca en un conjunto de boquillas 1015, que se describe en detalle a continuación. El sistema 105 incluye además un módulo electrostático que está conectado eléctricamente a un anillo electrostático, tal y como se describe a continuación. El módulo electrostático en una realización de ejemplo es un módulo electrostático de 12 kV y está configurado para cargar electrostáticamente un artículo, tal como los electrodos, el anillo y/o el tubo que se describen a continuación.

En una realización, se coloca una luz 1017 en un extremo frontal del sistema 105 en la región de expulsión de fluido 175 de manera que la luz apunte hacia la dirección en la que se expulsa el fluido. La luz puede ser una luz de LED, por ejemplo. La luz puede iluminarse automáticamente cuando se activa cualquier parte del sistema. En una realización de ejemplo, la luz de LED tiene 100 lúmenes y la luz está enfocada directamente en la trayectoria del líquido que se pulveriza desde la boquilla del rociador. La luz puede ser de varios colores para permitir que el usuario ilumine soluciones antimicrobianas fluorescentes (luz infrarroja). En otra realización, la luz es luz negra. Al menos una parte de la luz o de los componentes eléctricos de la luz pueden estar aislados para no entrar en contacto con el campo cargado eléctricamente.

En la figura 11 se muestra una vista en perspectiva del conjunto de boquillas 1015, que incluye una carcasa de boquillas 1105 que tiene una cavidad interna que contiene de manera extraíble un portaboquillas o componente de boquillas 1110 en donde se colocan una o más boquillas 1115. Un anillo electrostático anular 1120 está montado en un borde delantero de la carcasa de boquillas 1105. El anillo electrostático 1120 forma una abertura a través de la cual se expulsa el fluido del depósito y a través de al menos una de las boquillas en virtud de la presión diferencial que crea la bomba. Un elemento aislante, tal como un anillo de goma 1125, está colocado sobre el anillo electrostático 1120 para protegerlo eléctricamente de la carcasa externa 110 del sistema.

Hay un contacto metálico en el anillo electrostático de alto voltaje 1120 que está expuesto en la parte trasera del anillo electrostático 1120. Un cable de alto voltaje desde el módulo electrostático está soldado o conectado eléctricamente de otro modo a este contacto metálico. El punto de soldadura y el metal expuesto adyacente están completamente sellados con epoxi u otro aislante para evitar la oxidación y la fuga de iones desde los electrodos. Un cable de tierra del módulo electrostático está conectado a la placa de tierra. Tal y como se explicó, el cable de tierra está incluido en el mango del rociador para que esté en contacto con el operador durante la operación. Esto sirve como bucle de retorno eléctrico para completar un circuito eléctrico. El anillo electrostático se carga eléctricamente de modo que transfiere la carga a los electrodos que están conectados eléctricamente al anillo. En otra realización, los propios electrodos están conectados individualmente al módulo electrostático.

Tal y como se muestra en la figura 12, el sistema 105 también incluye una herramienta de boquillas 1205 que se acopla de manera desmontable y mecánica al conjunto de boquillas para manipular el componente de boquillas 1110. La herramienta de boquillas 1205 está dimensionada y conformada para ser insertada en una abertura frontal en la carcasa de boquillas. 1105. Cuando se inserta en la carcasa de boquillas 1105, la herramienta de boquillas 1205 se acopla mecánicamente al componente de boquillas 1110 de una manera que permite que la herramienta de la boquillas 1205 encaje y/o mueva el componente de boquillas 1110 con respecto a la carcasa de boquillas 1105, tal y como se describe con más detalle a continuación.

En una realización, la herramienta 1205 se acopla al componente de boquillas y lo retira mediante un giro en el sentido opuesto a las agujas del reloj y empujando hasta que el componente de boquillas se desacopla y se puede retirar. En este sentido, empujar el componente de boquillas más profundamente en la carcasa con el uso de la herramienta hace que una parte roscada del componente de boquillas se acople a una tuerca o perno roscado de la carcasa, con lo que se asegura el componente de boquillas a la carcasa. A continuación, el usuario puede desenroscar la herramienta de boquillas y sacarla de la carcasa.

La herramienta 1205 también se puede utilizar para ajustar la boquilla de tres vías al girarla en la dirección de rotación deseada. El usuario puede seleccionar tres patrones de pulverización diferentes con el giro del componente de boquillas, de modo que la boquilla deseada se acople fluídicamente al depósito. A este respecto, una parte de la herramienta se une mecánicamente al componente de boquillas para que se pueda aplicar fuerza al componente de boquillas y girarlo hasta que la boquilla deseada esté en una posición acoplada fluídicamente a una corriente de fluido desde el depósito. El sistema puede incluir un mecanismo, tal como como un resorte y una bola, que emite un ruido (tal como el sonido de un clic) cuando una boquilla está en posición de rociar el fluido.

En la figura 17 se muestra una vista en perspectiva de la herramienta de boquillas 1205. La herramienta de boquillas 1205 está dimensionada y conformada para que un usuario pueda agarrarla. Incluye una región del acoplador 1705 que se puede acoplar de forma desmontable a un dispositivo de accionamiento, como una llave inglesa, o la pueda agarrar un usuario. En una realización, la región de acoplador 1705 tiene forma hexagonal para que pueda acoplarse mecánicamente a una llave, por ejemplo, una llave de vaso. La herramienta de boquillas 1205 incluye una cavidad o asiento 1710 que tiene el tamaño y la forma necesarias para recibir la parte externa del componente de boquillas. Por ejemplo, el asiento 1710 puede tener una forma que complemente y reciba la forma del componente de boquillas 1110. La herramienta de boquillas 1205 también incluye al menos una abertura 1715 que se engancha con una protuberancia 1405 con la forma complementaria (figura 14) en el componente de boquillas 1110.

En la figura 13 se muestra una vista en perspectiva de la carcasa de boquillas 1105 sin el componente de boquillas 1110 montado en ella. La carcasa de boquillas 1105 tiene una forma cilíndrica alargada y define una cavidad interna 1305 dimensionada para recibir, de forma extraíble, el componente de boquillas 1110. El anillo electrostático 1120 está montado en el borde frontal de la carcasa de boquillas 1105 con el anillo de goma 1125 colocado en un asiento dentro el anillo electrostático 1120. El anillo de goma 1125 aísla un juego de conjuntos de tres electrodos 1310 que están montados en el anillo electrostático 1120 en una posición y orientación predeterminadas. Los conjuntos de electrodos 1310 están dispuestos alrededor de la abertura de la carcasa de boquillas 1105 alrededor de las boquillas del componente de boquillas 1110 cuando se coloca en la carcasa de boquillas 1105. En una realización, los conjuntos de electrodos 1310 se colocan en incrementos de 120 grados alrededor del anillo electrostático 1120.

El anillo electrostático 1120 incluye los tres electrodos (que pueden ser de acero inoxidable, por ejemplo) que están aislados eléctricamente mediante una arandela de goma y una tapa enroscada de goma, tal y como se describe a continuación. El anillo electrostático 1120 que sostiene los electrodos es de metal y está forjado dentro de la carcasa de boquillas. El anillo electrostático está aislado dentro de una carcasa de boquillas que actúa como barrera protectora. El anillo electrostático 1120 contiene tres orificios internos a rosca que aceptan los tres electrodos. Se inserta una arandela de goma entre el anillo electrostático 1120 y un aislante en cada electrodo. La arandela de goma ayuda a apretar el electrodo al anillo electrostático 1120 y también ayuda a evitar la fuga de iones desde el electrodo. Todo el anillo electrostático 1120 está aislado dentro de la carcasa de boquillas de modo que actúa como una barrera protectora.

El anillo, cuando está montado correctamente, forma un espacio de seguridad entre los electrodos de descarga y la carcasa externa para reducir al mínimo la fuga de electricidad estática a través de la carcasa. El anillo de goma aísla la carcasa de boquillas para evitar que se cargue la carcasa del rociador. El anillo de goma también aísla la carcasa de boquillas del cuerpo principal del rociador para evitar que el agua penetre en un cuerpo principal del rociador.

Un acoplador para manguera 1320 está ubicado en un extremo de la carcasa de boquillas y está configurado para acoplarse a una manguera u otro conducto que se comunique con el depósito. El acoplador para manguera 132 define un pasaje interno que se comunica con las boquillas 1115 para alimentar el fluido desde el depósito hacia las boquillas 1115.

En la figura 14 se muestra el componente de boquillas 1110, que tiene el tamaño y la forma necesarias para ser posicionado de manera retirable dentro de la cavidad 1305 de la carcasa de boquillas 1105. El componente de boquillas 1110 aloja una o más boquillas 1115, cada una de las cuales está configurada para distribuir fluido en una nube o patrón de rociado predeterminados. El componente de boquillas 1110 incluye uno o más salientes 1405 u otros elementos estructurales que están dimensionados y conformados para recibir estructuras complementarias en la herramienta de boquillas 1205, tal y como se describe a continuación. Obsérvese que el anillo electrostático 1120 con los conjuntos de electrodos 1310 está colocado alrededor de las boquillas 1115 con los electrodos de los conjuntos 1310 alineados a lo largo de un eje que es paralelo al eje de las boquillas.

Se puede usar cualquiera de una serie de tipos de boquillas para lograr un patrón de flujo deseado. Ahora se describen algunos ejemplos no limitantes de electrodos . En una realización, los electrodos incluyen tres tipos de ejemplo como sigue:

(1) Una boquilla que proporciona un rociado en forma de cono, con un caudal de 0,23 l/min, 45° a 3,5 bar, SMD = 113 um, orificio interno = 0,65 mm;

(2) Una boquilla que proporciona un rociado en forma de cono, con un caudal de 0,369 l/min, 60° a 3,5 bar, SMD = 84 um, orificio interno = 0,58 mm;

(3) Una boquilla que proporciona un rociado en forma de abanico, con un caudal de 0,42 l/min, 60°a 3,5 bar, SMD = 100 um, orificio interno = 1,00 mm.

Se debe tener en cuenta que las boquillas mencionadas anteriormente son solo ejemplos y que las variaciones están dentro del alcance de esta descripción.

En la figura 15 se muestra un montaje de electrodo 1310, que incluye un electrodo (o clavija) de descarga de iones de alto voltaje 1510 y un elemento de aislamiento 1520 colocado sobre el electrodo o clavija 1510. El elemento de aislamiento 1520 está dimensionado y conformado de manera que cubre sustancialmente todo el electrodo 1510 y expone solo una parte frontal del electrodo 1510 en forma de una punta cónica orientada hacia adelante que está alineada a lo largo de un eje. En la figura 16 se muestra el electrodo 1510 (a veces denominado clavija) sin el elemento de aislamiento 1520. Cada electrodo de descarga de iones de alto voltaje en el sistema tiene la misma estructura que se muestra en la figura 15, una clavija de metal que está recubierta con plástico en el medio de la clavija. Cada clavija de metal tiene una punta afilada en un extremo y un filete de rosca externo en el otro extremo. El elemento de aislamiento, que puede ser de plástico, en el medio de la clavija es para agarrarla con facilidad durante la instalación y extracción, aunque las clavijas no son necesariamente extraíbles. El plástico también se utiliza para aislar la clavija y evitar que libere iones desde el cuerpo de la clavija. El montaje de electrodo también puede ser un conjunto de montajes de electrodos del tipo que se muestra en la figura 15.

Por lo tanto, cada montaje de electrodo 1310 incluye un elemento aislante 1520 que puede estar formado por una arandela de goma que cubre una sección media del electrodo y una funda de goma que cubre una sección frontal excepto por una punta afilada más delantera. La arandela de goma y una tapa (o funda) de plástico o goma aíslan el electrodo y lo protegen de las fugas de electricidad estática, de modo que solo quede expuesta y/o sin aislar la punta afilada.

Cada electrodo de descarga de iones de alto voltaje debe atornillarse en una rosca interna del anillo de alto voltaje 1120 acoplado al componente de boquillas 1110. Excepto por su punta afilada en el extremo, cada electrodo de descarga de iones de alto voltaje está completamente cubierto y oculto por el elemento aislante una vez instalado en el anillo de alto voltaje 1120.

En la figura 18 se muestra una vista ampliada de una región del mango de la carcasa 110. La región del mango tiene un tamaño y forma ergonómicos para que un usuario lo agarre con una sola mano. Un gatillo 1805 u otro accionador, tal como una perilla, interruptor, etc., está colocado ergonómicamente de modo que un usuario pueda accionar el gatillo con el dedo cuando los otros dedos están en torno a un asidero 1810 de la región del mango. Un cable de tierra 1815 u otra estructura 1815 está incrustado en la región del mango, tal como en el asidero 1810. El cable de tierra 1815 está colocado de manera que entrará en contacto eléctrico con la mano del usuario cuando el usuario agarre el asidero 1810 durante el uso del dispositivo. En una realización, el cable de tierra está hecho de cobre y es una tira de cobre de material que entra en contacto con la mano del usuario cuando el usuario agarra el dispositivo, aunque se pueden utilizar otros materiales, como acero inoxidable.

En la figura 19 se muestra la región del mango de la que se ha retirado una parte de la carcasa externa 110 para mostrar los componentes internos del dispositivo, en particular con respecto al depósito 125, que es un recipiente que encierra una cavidad interior que contiene el fluido. El depósito está unido de forma desmontable a la carcasa 110 e incluye una superficie de guía 1907 que se desliza dentro de la carcasa 110. En una realización, la superficie de guía 1907 define una o más proyecciones de guía inclinadas que interaccionan con la carcasa externa 110 para guiar adecuadamente el depósito 125 al interior de la carcasa 110.

Con referencia aún a la figura 19, un primer mecanismo de desprendimiento 1905, tal como un anillo unido a una estructura de tensión o sesgada, tal como una clavija, y un segundo mecanismo de desprendimiento 1920, tal como una rueda giratoria o tapa 1921, que pueden ser accionados a la vez por parte de un usuario para permitir el desprendimiento y la reinstalación con traba del depósito 125 a la carcasa externa. En la figura 20 se muestra una vista de la parte de la tapa 1921 que se comunica con la cavidad interior del depósito 125 y la cubre. Una válvula unidireccional 2003, tal como una válvula de pico de pato, está colocada en la tapa 1921 y proporciona una entrada de aire para que el fluido entre al interior del depósito desde la atmósfera cuando la bomba del sistema crea un vacío en el depósito.

En la figura 21 se muestra el depósito 125, que incluye una abertura 2005 que da acceso a la cavidad interna del depósito 125. La abertura 2005 está definida por un cuello 2010 que tiene uno o más rebordes o roscas. El cuello 2010 se acopla de forma hermética al primer mecanismo de desprendimiento 1905 y al segundo mecanismo de desprendimiento 1920 del sistema para desprender y fijar con bloqueo el depósito a la carcasa.

En la figura 22 se muestra el sistema con el depósito 125 al que se ha retirado una parte de la carcasa externa. Tal y como se mencionó, el primer mecanismo de desprendimiento 1905 está configurado para unirse al depósito. Específicamente, el primer mecanismo de desprendimiento 1905 incluye una estructura de tipo resorte cargada o tensada que está predispuesta hacia el acoplamiento de bloqueo con un asiento 2020 (figura 21), estructura, o abertura en la carcasa del depósito. El primer mecanismo de desprendimiento 1905 está predispuesto para acoplarse y bloquearse automáticamente con el asiento 2020 (u otra estructura) y bloquear el depósito 125 en la carcasa cuando se inserta. De esta manera, el mecanismo de desprendimiento 1905 evita mecánicamente que el depósito se retire de la carcasa a menos que el usuario tire del primer mecanismo de desprendimiento 1905 del depósito, lo desacople o lo libere de algún modo. Un usuario puede desenganchar del depósito el primer mecanismo de desprendimiento 1905 al tirar de una estructura tal como un anillo o lengüeta del primer mecanismo de desprendimiento 1905 para liberarlo del depósito. Por lo tanto, el usuario debe extraer el primer mecanismo de desprendimiento con respecto a la carcasa y/o depósito para liberar el depósito de la carcasa.

Con referencia todavía a la figura 22, el segundo mecanismo de desprendimiento 1920 es una estructura giratoria tal como una rueda con roscas que se acoplan al cuello 2010 (figura 21) o a una parte del mismo del depósito 125. En una realización, la rueda del segundo mecanismo de desprendimiento 1920 la hará girar (por ejemplo, tres cuartos de vuelta u otro margen de giro) un usuario una vez que el depósito 125 está unido a la carcasa externa. La rotación de un perno del segundo mecanismo de desprendimiento 1920 engancha de manera hermética y con bloqueo la abertura 2005 del depósito con el perno y con los conductos internos del sistema que acoplan fluídicamente el fluido del depósito a las boquillas.

A este respecto, un conducto de salida 2115 se comunica fluídicamente con la región interna del depósito cuando el depósito está unido y sellado con bloqueo a la carcasa. El conducto de salida 2115 se puede unir fluídicamente a un conducto de entrada del bombeo 2120 desde la bomba 1005, tal como a través de una manguera (no se muestra). La bomba 1005 tiene un conducto de salida 2125 que puede estar unido fluídicamente al acoplador de manguera 1320 (figura 13) del conjunto de boquillas. De esta manera, la bomba puede crear un diferencial de presión que extrae el fluido del depósito y lo conduce al conjunto de boquillas.

En una realización, una manguera o tubo conecta el conducto de salida 2125 de la bomba 1005 al acoplador de manguera 1320 del conjunto de boquillas. El tubo (u otro conducto) que conecta la bomba 1005 al conjunto de boquillas puede configurarse para cargar electrostáticamente el fluido que fluye a través del tubo mediante la carga directa entre el tubo, que está cargado, y el fluido que fluye a través del tubo hacia las boquillas. Esto se describe con más detalle con referencia a la figura 24, que muestra un aislador de tubo de iones 2405 que carga eléctricamente el fluido que fluye desde el depósito o bomba hacia las boquillas. El aislador de tubo de iones incluye el tubo 2410 a través del cual pasa el fluido, así como un montaje o módulo de electrodos de alto voltaje 2415 que está conectado eléctricamente al módulo electrostático y que está hecho de un material conductor, tal como metal. El módulo 2415 puede incluir una toma de conexión donde se puede conectar eléctricamente al módulo electrostático, por ejemplo, mediante un cable conductor.

En una realización, el módulo 2415 es un material conductor, tal como metal. En una realización, sólo el módulo 2415 es conductor y el resto del tubo 2410 no es conductor y/o está aislado del contacto con cualquier otra parte del sistema. El módulo 2415 también puede estar rodeado por un aislante que lo aísle del contacto con cualquier otra parte del sistema. A medida que el fluido fluye a través del tubo 2410, el módulo 2415 entra en contacto directo con el fluido a medida que fluye y le pasa una carga al fluido a través del contacto directo con el fluido. De esta manera, el aislador de tubo de iones 2405 carga electrostáticamente el fluido antes de que el fluido pase a través de la boquilla.

En una realización, la bomba 1005 es una bomba de corriente continua (CC). La bomba incluye un motor de movimiento giratorio con una biela que impulsa un diafragma en un movimiento hacia arriba y hacia abajo cuando se activa. En el proceso del movimiento descendente del diafragma, una cavidad de la bomba crea un diferencial de presión, por ejemplo, al ejercer un vacío con respecto al interior del depósito para succionar el fluido a través del conducto de entrada de la bomba 2120 desde el depósito. El movimiento ascendente del diafragma empuja el fluido de la cavidad de la bomba a través del conducto de salida de la bomba 2125 hacia el acoplador de manguera 1320 del conjunto de boquillas a través de una manguera de conexión que une el conducto de salida de la bomba 2125 al acoplador de manguera 1320. Toda pieza de transmisión mecánica y la cavidad de la bomba están aisladas por el diafragma dentro de la bomba. La bomba de diafragma no necesita aceite para la lubricación auxiliar en el proceso de transmisión, extracción y compresión del fluido. En la figura 23 se muestra una realización de ejemplo de la bomba 1005, que incluye el conducto de entrada de la bomba 2120 y el conducto de salida de la bomba 2125.

Cuando se usa, el usuario agarra el sistema 105 y enciende la bomba para que saque el fluido del depósito por la boquilla seleccionada. Tal y como se mencionó, el usuario puede usar la herramienta de boquillas 1205 tanto para insertar como para bloquear el conjunto de boquillas 1015 en el sistema. El usuario también puede usar la herramienta de boquillas 1205 para rotar el componente de boquillas y acoplar fluídicamente al depósito una boquilla seleccionada. Por lo tanto, el usuario puede seleccionar un perfil de nebulización deseado para el fluido. El sistema también puede estar equipado con una sola boquilla. El usuario también activa el módulo electrostático para que los electrodos se carguen y formen un campo electrostático en el anillo de electrodos. El fluido se impulsa desde la boquilla a través del anillo y a través del campo electrostático, de modo que las gotitas de fluido en la nube de aerosol se carguen eléctricamente con carga positiva o negativa. Tal y como se mencionó, los electrodos y la boquilla están alineados a lo largo de un eje paralelo común. Esto dirige el líquido o aerosol hacia un objeto deseado según el lugar adonde el usuario apunta las boquillas. En una realización, los electrodos no entran en contacto físico con el fluido propulsado a través de las boquillas. En otra realización, los electrodos entran en contacto físico con el fluido propulsado a través de las boquillas.

Aunque esta memoria descriptiva contiene muchos detalles, estos no deben interpretarse como limitaciones del alcance de una invención que se reivindica ni de lo que se puede reivindicar, sino más bien como descripciones de características específicas de realizaciones concretas. Ciertas características que se describen en esta memoria descriptiva en el contexto de realizaciones distintas también se pueden implementar combinadas en una única realización. A la inversa, diferentes características que se describen en el contexto de una única realización también pueden implementarse en numerosas realizaciones por separado o en cualquier subcombinación idónea. Además, aunque las características pueden estar descritas más arriba como que actúan en ciertas combinaciones e incluso que se reivindican inicialmente como tales, una o más características de una combinación reivindicada pueden en algunos casos eliminarse de la combinación, y la combinación reivindicada puede referirse a una subcombinación o una variación de una subcombinación. De manera similar, aunque las operaciones se representan en los dibujos en un orden concreto, esto no debe entenderse como que, para lograr resultados deseables, se necesite que tales operaciones se realicen en el orden concreto mostrado o en orden secuencial, o que se tengan que realizar todas las operaciones ilustradas.

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo rociador electrostático (105), que comprende:

una carcasa (110);

un módulo electrostático dentro de la carcasa;

un depósito (125) que tiene una cavidad adaptada para contener un fluido; y

al menos una boquilla (310) conectada fluídicamente al depósito, en donde las boquillas están configuradas para emitir fluido en una dirección a lo largo de un camino de flujo, caracterizado por:

una bomba (1005) configurada para impulsar fluido desde el depósito hasta la al menos una boquilla;

una batería de corriente continua (1010) configurada para alimentar al menos uno del módulo electrostático y de la bomba; y

un conjunto de electrodos configurado para cargar electrostáticamente el fluido, en donde el conjunto de electrodos es al menos uno de:

(1) un primer conjunto de electrodos (1310) formado por numerosos de electrodos unidos eléctricamente al módulo electrostático, en donde cada electrodo está configurado para emitir iones a lo largo de un eje que es paralelo al camino de flujo del fluido emitido desde la boquilla, de tal manera que los numerosos electrodos forman un campo eléctrico estático a través del cual pasa el fluido; y

(2) un segundo conjunto de electrodos (2415) formado por un tubo (2410) a través del cual el fluido puede fluir desde el depósito hacia la al menos una boquilla, en donde al menos una parte conductora del tubo está unida eléctricamente al módulo electrostático, y en donde la parte conductora del tubo está configurada para entrar en contacto físico con el fluido a medida que fluye a través del tubo y aplicar una carga eléctrica al fluido antes de que el fluido pase a través de la boquilla.

2. Un dispositivo rociador según la reivindicación 1, en donde el conjunto de electrodos incluye tanto el primer conjunto de electrodos como el segundo conjunto de electrodos o sólo uno del primer conjunto de electrodos y del segundo conjunto de electrodos.

3. Un dispositivo rociador según la reivindicación 1 o 2, en donde la pluralidad de electrodos del primer conjunto de electrodos se colocan en un anillo (405) a través del cual pasa el camino de flujo, opcionalmente en donde la pluralidad de electrodos incluye tres electrodos espaciados en incrementos de 120 grados alrededor del anillo.

4. Un dispositivo rociador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde cada electrodo del primer conjunto de electrodos es una clavija alargada (1510) que se extiende a lo largo de un eje del electrodo que es paralelo a una dirección a lo largo de la cual la al menos una boquilla está configurada para emitir fluido.

5. Un dispositivo rociador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la al menos una boquilla incluye tres boquillas.

6. Un dispositivo rociador según la reivindicación 5, en donde cada una de las tres boquillas se puede mover de modo que un usuario pueda acoplar selectivamente una boquilla deseada al depósito.

7. Un dispositivo rociador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la al menos una boquilla está colocada en una carcasa de boquillas (1105), y la al menos una boquilla se puede retirar de la carcasa.

8. Un dispositivo rociador según la reivindicación 7, que comprende además una herramienta (1205) configurada para retirar la carcasa de boquillas.

9. Un dispositivo rociador según la reivindicación 8, en donde la al menos una boquilla incluye tres boquillas que se pueden mover para que un usuario pueda acoplar selectivamente una boquilla deseada al depósito, y en donde la herramienta también puede mover las boquillas.

10. Un dispositivo rociador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la carcasa está dimensionada y moldeada para que un usuario la sostenga con una sola mano.

11. Un dispositivo rociador según la reivindicación 10, en donde la carcasa incluye un mango y un gatillo (1805) que se acciona para activar el dispositivo.

12. Un dispositivo rociador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la carcasa forma al menos parcialmente una mochila.

13. Un dispositivo rociador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde cada electrodo del primer conjunto de electrodos es una clavija alargada, y que comprende además un aislante que entra en contacto y cubre la clavija, de tal manera que sólo queda sin aislamiento una punta de la clavija.

14. Un dispositivo rociador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el depósito se puede retirar de la carcasa.

15. Un dispositivo rociador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la bomba está configurada para generar un vacío en la carcasa para hacer que el fluido fluya desde el depósito hacia la al menos una boquilla.

16. Un dispositivo rociador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la carcasa incluye un mango y que comprende además un cable de tierra (1815) en el mango, el cable de tierra colocado de manera que el cable de tierra entra en contacto con la mano de un usuario cuando un usuario agarra el mango.